JP2023066894A

JP2023066894A - Power supply device and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2023066894A
Application number: JP2021177747A
Authority: JP
Inventors: 信行内山; Nobuyuki Uchiyama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-05-16

Abstract

To reduce the current loop during discharge of a noise absorption capacitor that absorbs surge voltage of a switching element.SOLUTION: A power supply device comprises: a transformer 206 that has primary windings 206a, 206b, a secondary winding 206c, and an auxiliary winding 206d; a diode bridge 203 that has output terminals 203c, 203d and rectifies AC voltage; a series circuit in which an inductor 204 and a diode 205 are connected with each other; an FET 208 that is switched to an on state or an off state; a smoothing capacitor 207 that is connected with the other end of the primary winding 206a and the output terminal 203d; a series circuit in which the capacitor 212 and the diode 211 are connected between the primary winding 206a and the primary winding 206b; and a series circuit in which the diode 213 and the auxiliary winding 206d are connected between the other end of the FET 208 and a connection point of the capacitor 212 and the diode 211. A discharge current for discharging the capacitor 212 when the FET 208 is turned on flows in the auxiliary winding 206d.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電源装置、及び電源装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a power supply and an image forming apparatus equipped with the power supply.

一般的なスイッチング電源は、入力の初段に平滑コンデンサを有したコンデンサインプット形の整流回路を備えるため、入力電圧が平滑コンデンサの充電電圧を上回ったタイミングでしか、入力電流が流れないようになっている。この構成の場合、交流電源の交流電圧の周期に対して電流の流れる時間が短いため力率が低く、また高調波電流が高くなる傾向にあった。この課題を解決するために、入力フィルタに力率改善用のコイルを備える、又は、さらに力率を向上するために入力電流の波形がほぼ正弦波状となるような力率改善回路をスイッチング電源の前段に設ける等の対策を行っていた。力率改善回路を搭載したスイッチング電源はほぼ１００％に近い力率を得ることができたが、力率改善回路自体が一つのコンバータとして機能するため、後段のスイッチング電源と合わせて２つのコンバータで回路を構成していることになる。そのため、力率が良くても効率が低く、コストやプリント基板の面積も大きくなる傾向にあった。これらの課題を解消するため、高力率と高効率とを一つのコンバータで兼ね備えたスイッチング電源が考案されている。例えば特許文献１には、入力電流の波形を正弦波状に近づける技術が開示されている。 A typical switching power supply has a capacitor input type rectifier circuit with a smoothing capacitor in the first stage of the input, so the input current only flows when the input voltage exceeds the charging voltage of the smoothing capacitor. there is In this configuration, the current flow time is short with respect to the cycle of the AC voltage of the AC power supply, so the power factor tends to be low and the harmonic current tends to increase. To solve this problem, the switching power supply is equipped with a power factor correction coil in the input filter, or a power factor correction circuit that makes the input current waveform almost sinusoidal to further improve the power factor. Measures such as placing it in the front stage were taken. A switching power supply equipped with a power factor correction circuit was able to obtain a power factor close to 100%. It constitutes a circuit. Therefore, even if the power factor is good, the efficiency tends to be low, and the cost and the area of the printed circuit board tend to be large. In order to solve these problems, a switching power supply having both high power factor and high efficiency in one converter has been devised. For example, Patent Literature 1 discloses a technique for making the waveform of an input current closer to a sine wave.

特許第３９９４９４２号公報Japanese Patent No. 3994942

上述した特許文献１のような回路構成の場合には、スイッチングノイズを吸収するために設けられたコンデンサを放電させる際に電流が流れる電流ルートに、入力インダクタが含まれている。そのため、ノイズ吸収用のコンデンサの放電電流が流れる電流ループが大きくなり、ノイズ放射の観点から見ると望ましくない状態になっている。更に、スイッチング電源が大電力を出力する電源であるほど、スイッチング時に発生するノイズ成分が高くなるため、電流ループが大きい回路構成は大電力化の妨げとなる。また、プリント基板の回路パターンにおいて、放電電流が流れる回路パターン上のルートが、メインスイッチングループの回路パターンに近接して配線されるため、メインスイッチングループの回路パターン幅を十分に確保できないという課題が生じる。そして、この課題を解決するため、プリント基板の面積が、回路パターン幅を十分に確保するために必要以上に大きくなってしまう傾向にある。また、放電電流が流れる電流ルートにあるインダクタが入力インダクタと結合しているため、スイッチングノイズが入力インダクタを介して、交流電圧を整流するダイオードブリッジ側に流出しやすい構成となっており、雑音端子電圧を大きくするおそれがある。 In the case of the circuit configuration as disclosed in Patent Document 1, the input inductor is included in the current route through which the current flows when discharging the capacitor provided for absorbing switching noise. As a result, the current loop through which the discharge current of the capacitor for noise absorption flows becomes large, which is undesirable from the standpoint of noise radiation. Furthermore, the more power the switching power supply outputs, the higher the noise component generated during switching. Therefore, a circuit configuration with a large current loop hinders the increase in power. In addition, in the circuit pattern of the printed circuit board, the route on the circuit pattern through which the discharge current flows is wired close to the circuit pattern of the main switching loop, so there is a problem that the circuit pattern width of the main switching loop cannot be secured sufficiently. occur. In order to solve this problem, there is a tendency that the area of the printed circuit board becomes larger than necessary in order to secure a sufficient width of the circuit pattern. In addition, since the inductor in the current route through which the discharge current flows is coupled with the input inductor, the switching noise is likely to flow out to the diode bridge that rectifies the AC voltage via the input inductor. There is a risk of increasing the voltage.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、スイッチング素子のサージ電圧を吸収するノイズ吸収コンデンサの放電時の電流ループを小さくすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce a current loop during discharge of a noise absorbing capacitor that absorbs surge voltage of a switching element.

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

（１）直列に接続された第一の一次巻線及び第二の一次巻線と、二次巻線と、補助巻線とを有し、一次側と二次側とが絶縁されたトランスと、第一の出力端子及び第二の出力端子を有し、交流電圧を整流する整流回路と、インダクタと第一の整流素子とが直列に接続された第一の直列回路であって、前記第一の出力端子と前記第一の一次巻線の一端と前記第二の一次巻線の一端とが接続された第一の接続点との間に接続された前記第一の直列回路と、一端が前記第二の一次巻線の他端と接続され、他端が前記第二の出力端子に接続され、オン状態又はオフ状態に切り替えられるスイッチング素子と、一端が前記第一の一次巻線の他端と接続され、他端が前記第二の出力端子に接続された第一のコンデンサと、第二のコンデンサと第二の整流素子とが直列に接続された第二の直列回路であって、前記第一の一次巻線の他端と前記第二の一次巻線の他端との間に接続された前記第二の直列回路と、第三の整流素子と前記補助巻線とが直列に接続された第三の直列回路であって、前記スイッチング素子の前記他端と、前記第二のコンデンサと前記第二の整流素子とが接続された第二の接続点との間に接続された前記第三の直列回路と、を備え、前記スイッチング素子がオン状態になったときに前記第二のコンデンサに充電された電荷を放電する放電電流は、前記補助巻線に流れることを特徴とする電源装置。 (1) A transformer having a first primary winding and a second primary winding connected in series, a secondary winding, and an auxiliary winding, and insulated between the primary side and the secondary side; , a first series circuit having a first output terminal and a second output terminal, a rectifying circuit for rectifying an alternating voltage, and an inductor and a first rectifying element connected in series, said first series circuit connected between one output terminal and a first connection point where one end of said first primary winding and one end of said second primary winding are connected; is connected to the other end of the second primary winding, the other end is connected to the second output terminal, a switching element that is switched to an on state or an off state, and one end of the first primary winding A second series circuit in which a first capacitor connected to the other end and having the other end connected to the second output terminal, a second capacitor, and a second rectifying element are connected in series, , the second series circuit connected between the other end of the first primary winding and the other end of the second primary winding, and the third rectifying element and the auxiliary winding are connected in series. and is connected between the other end of the switching element and a second connection point where the second capacitor and the second rectifying element are connected and the third series circuit, wherein when the switching element is turned on, a discharge current that discharges the charge charged in the second capacitor flows through the auxiliary winding. power supply.

（２）シートに画像形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段に電力を供給する前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) An image forming apparatus comprising: image forming means for forming an image on a sheet; and the power supply device according to (1) for supplying power to the image forming means.

本発明によれば、スイッチング素子のサージ電圧を吸収するノイズ吸収コンデンサの放電時の電流ループを小さくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the current loop during discharging of the noise absorption capacitor that absorbs the surge voltage of the switching element.

実施例１、２の画像形成装置の構成を説明する概略断面図Schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the image forming apparatus of Examples 1 and 2. 実施例１のスイッチング電源の回路図Circuit diagram of switching power supply of embodiment 1 実施例１の電流波形と電圧波形を示すグラフGraph showing current waveform and voltage waveform of Example 1 実施例１の回路動作を説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining circuit operation of the first embodiment; 実施例２のスイッチング電源の回路図Circuit diagram of switching power supply of embodiment 2

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［画像形成装置の構成］
実施例１では、本発明の電源装置を画像形成装置に適用した場合について、図１から図４を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタの概略構成を示す断面図である。レーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００という）は、静電潜像が形成される感光ドラム１０１、感光ドラム１０１を一様に帯電する帯電部１０２、感光ドラム１０１に形成された静電潜像を現像し、トナー像を形成する現像部１０３を備えている。また、プリンタ１００は、感光ドラム１０１にレーザ光を照射して、感光ドラム１０１の表面に静電潜像を形成する露光装置１１０を備えている。プリンタ１００では、感光ドラム１０１に形成されたトナー像は、転写部１０５によって、カセット１０４からローラ１１１等により給送された記録材としてのシートＰに転写される。トナー像が転写されたシートＰは、定着器１０６に搬送され、トナー像は定着器１０６でシートＰに定着され、トナー像が定着されたシートＰはトレイ１０７に排出される。この感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３、転写部１０５が画像形成部である。また、プリンタ１００は、電源装置である低電圧電源装置１０８を備え、低電圧電源装置１０８はモータ等の駆動部や画像形成部による画像形成動作やシートの搬送動作を制御する制御部（不図示）へ電力を供給する。 [Configuration of Image Forming Apparatus]
In Embodiment 1, a case where the power supply device of the present invention is applied to an image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a laser beam printer as an example of an image forming apparatus. A laser beam printer 100 (hereinafter referred to as the printer 100) includes a photosensitive drum 101 on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit 102 that uniformly charges the photosensitive drum 101, and an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 101. A developing section 103 is provided for developing and forming a toner image. The printer 100 also includes an exposure device 110 that irradiates the photosensitive drum 101 with laser light to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 101 . In the printer 100, the toner image formed on the photosensitive drum 101 is transferred by the transfer unit 105 onto the sheet P as a recording material fed from the cassette 104 by the roller 111 or the like. The sheet P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 106 , the toner image is fixed to the sheet P by the fixing device 106 , and the sheet P to which the toner image has been fixed is discharged to the tray 107 . The photosensitive drum 101, charging section 102, developing section 103, and transfer section 105 constitute an image forming section. The printer 100 also includes a low-voltage power supply device 108 that is a power supply device. The low-voltage power supply device 108 is a control unit (not shown) that controls an image forming operation and a sheet conveying operation by a driving unit such as a motor and an image forming unit. ).

［スイッチング電源の構成］
図２は、図１のプリンタ１００が低電圧電源装置１０８として備えている、本実施例のスイッチング電源２００の回路構成を示す回路図である。図２において、ＡＣプラグ２０１をコンセントに接続すると、商用交流電源（不図示）から交流電圧がスイッチング電源２００に入力される。入力された交流電圧は、フィルタ回路２０２を介して、ダイオードブリッジ２０３に入力される。整流回路であるダイオードブリッジ２０３は、入力側の端子２０３ａ、２０３ｂと、出力側の端子２０３ｃ（第一の出力端子）、２０３ｄ（第二の出力端子）を有する。ダイオードブリッジ２０３は、入力側の端子２０３ａ、２０３ｂから入力される交流電圧を全波整流し、出力側の端子２０３ｃ、２０３ｄに出力する。一方、スイッチング電源２００の電力が供給される外部負荷が略一定であり、出力電圧Ｖｏが安定している場合、平滑手段である平滑コンデンサ２０７に充電される充電電圧はほぼ一定電圧となる。なお、スイッチング電源２００は力率改善回路を有しているため、平滑コンデンサ２０７がトランス２０６の一次巻線の下流側に構成されている。 [Configuration of switching power supply]
FIG. 2 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the switching power supply 200 of this embodiment, which the printer 100 of FIG. In FIG. 2, when AC plug 201 is connected to an outlet, AC voltage is input to switching power supply 200 from a commercial AC power supply (not shown). The input AC voltage is input to the diode bridge 203 via the filter circuit 202 . The diode bridge 203, which is a rectifier circuit, has input-side terminals 203a and 203b and output-side terminals 203c (first output terminal) and 203d (second output terminal). The diode bridge 203 performs full-wave rectification of AC voltage input from terminals 203a and 203b on the input side, and outputs the rectified voltage to terminals 203c and 203d on the output side. On the other hand, when the external load to which the power of the switching power supply 200 is supplied is substantially constant and the output voltage Vo is stable, the charged voltage of the smoothing capacitor 207, which is a smoothing means, is substantially constant. Since the switching power supply 200 has a power factor correction circuit, a smoothing capacitor 207 is arranged downstream of the primary winding of the transformer 206 .

図２において、ダイオードブリッジ２０３の出力側の端子２０３ｃは、インダクタ２０４の一端に接続されている。インダクタ２０４の他端は、ダイオード２０５（第一の整流素子）のアノード端子に接続され、ダイオード２０５のカソード端子は、トランス２０６の一次巻線２０６ａ（第一の一次巻線）及び一次巻線２０６ｂ（第二の一次巻線）と接続されている。このように、インダクタ２０４及びダイオード２０５は直列に接続され、直列回路を構成している。 In FIG. 2 , the output terminal 203 c of the diode bridge 203 is connected to one end of the inductor 204 . The other end of inductor 204 is connected to the anode terminal of diode 205 (first rectifying element), and the cathode terminal of diode 205 is connected to primary winding 206a (first primary winding) and primary winding 206b of transformer 206. (second primary winding). Thus, inductor 204 and diode 205 are connected in series to form a series circuit.

トランス２０６は、一次側のエネルギーを二次側に変換するための絶縁トランスであり、一次巻線２０６ａ、２０６ｂ、二次巻線２０６ｃ、補助巻線２０６ｄを有している。トランス２０６の一次巻線２０６ａと一次巻線２０６ｂは並列に接続されている。一次巻線２０６ａの一端は平滑コンデンサ２０７（第一のコンデンサ）の一端と接続され、一次巻線２０６ａの他端は一次巻線２０６ｂの一端とダイオード２０５のカソード端子とに接続されている。一次巻線２０６ｂの他端は、スイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）２０８のドレイン端子に接続されている。一方、ＦＥＴ２０８のソース端子は、平滑コンデンサ２０７の他端と、ダイオードブリッジ２０３の出力側の端子２０３ｄと、に接続されている。すなわち、トランス２０６の一次巻線２０６ｂには、ＦＥＴ２０８が直列に接続されている。また、ＦＥＴ２０８のゲート端子は制御ＩＣ（不図示）に接続され、ＦＥＴ２０８は、制御ＩＣからゲート端子に入力される信号に応じて、オン状態、又はオフ状態に設定される。上述した接続構成により、平滑コンデンサ２０７は、トランス２０６の直列に接続された一次巻線２０６ａ及び一次巻線２０６ｂと並列に接続されている。 The transformer 206 is an isolation transformer for converting energy on the primary side to the secondary side, and has primary windings 206a and 206b, a secondary winding 206c, and an auxiliary winding 206d. Primary winding 206a and primary winding 206b of transformer 206 are connected in parallel. One end of primary winding 206 a is connected to one end of smoothing capacitor 207 (first capacitor), and the other end of primary winding 206 a is connected to one end of primary winding 206 b and the cathode terminal of diode 205 . The other end of the primary winding 206b is connected to the drain terminal of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 208, which is a switching element. On the other hand, the source terminal of the FET 208 is connected to the other end of the smoothing capacitor 207 and the terminal 203 d on the output side of the diode bridge 203 . That is, the FET 208 is connected in series to the primary winding 206b of the transformer 206. FIG. A gate terminal of the FET 208 is connected to a control IC (not shown), and the FET 208 is set to an ON state or an OFF state according to a signal input from the control IC to the gate terminal. With the connection configuration described above, the smoothing capacitor 207 is connected in parallel with the serially connected primary windings 206 a and 206 b of the transformer 206 .

また、トランス２０６の二次巻線２０６ｃの一端は、ダイオード２０９のアノード端子に接続され、カソード端子は平滑コンデンサ２１０の一端に接続されている。平滑コンデンサ２１０は、一端はダイオード２０９のカソード端子に接続され、他端は、トランス２０６の二次巻線２０６ｃの他端に接続されている。平滑コンデンサ２１０の充電電圧は、スイッチング電源２００の出力電圧Ｖｏとして、スイッチング電源２００に接続された外部負荷に出力される。 One end of the secondary winding 206 c of the transformer 206 is connected to the anode terminal of the diode 209 and the cathode terminal is connected to one end of the smoothing capacitor 210 . The smoothing capacitor 210 has one end connected to the cathode terminal of the diode 209 and the other end connected to the other end of the secondary winding 206 c of the transformer 206 . The charging voltage of smoothing capacitor 210 is output to an external load connected to switching power supply 200 as output voltage Vo of switching power supply 200 .

ＦＥＴ２０８のゲート端子に制御ＩＣ（不図示）からゲート電圧が供給されてＦＥＴ２０８が導通状態となると、平滑コンデンサ２０７の充電電圧は、トランス２０６の一次巻線２０６ａ及び一次巻線２０６ｂにより分圧される。この分圧された電圧よりもダイオードブリッジ２０３の出力電圧が高い状態にあると、入力電流がインダクタ２０４とダイオード２０５に流れる。 When a gate voltage is supplied to the gate terminal of the FET 208 from a control IC (not shown) and the FET 208 becomes conductive, the charging voltage of the smoothing capacitor 207 is divided by the primary windings 206a and 206b of the transformer 206. . When the output voltage of diode bridge 203 is higher than this divided voltage, input current flows through inductor 204 and diode 205 .

ここで、一次巻線２０６ａの巻き数を一次巻線２０６ｂの巻き数よりも多くすることで、一次巻線２０６ａと一次巻線２０６ｂとにより分圧される電圧値は低くなり、ダイオードブリッジ２０３の出力電圧がより低い電圧から入力電流が流れることになる。また、一次巻線２０６ａ、２０６ｂにより分圧される電圧値がほぼ一定電圧である中、ダイオードブリッジ２０３の出力電圧は正弦波状に時間的に変化するため、入力電流の波形もほぼ正弦波状に変化する。そのため、スイッチング電源２００は、力率が高い電源特性を得ることができる。 Here, by making the number of turns of the primary winding 206a larger than the number of turns of the primary winding 206b, the voltage value divided by the primary winding 206a and the primary winding 206b is lowered, and the diode bridge 203 is closed. The input current will flow from the voltage where the output voltage is lower. In addition, while the voltage value divided by the primary windings 206a and 206b is substantially constant, the output voltage of the diode bridge 203 varies sinusoidally over time, so the waveform of the input current also varies substantially sinusoidally. do. Therefore, the switching power supply 200 can obtain power supply characteristics with a high power factor.

［ダイオードブリッジの出力電圧とトランスの入力電流との関係］
図３は、トランス２０６の一次巻線２０６ａ、２０６ｂへの入力電流をＩｉｎ、ダイオードブリッジ２０３の端子２０３ｃの出力電圧をＶｉｎとした場合の、入力電流Ｉｉｎと出力電圧Ｖｉｎの関係を説明する図である。図３（ａ）に示す波形図は、入力電流Ｉｉｎの電流波形を示し、図３（ｂ）に示す波形図は出力電圧Ｖｉｎの電圧波形を示しており、横軸は時間ｔを示している。図３（ｂ）において、分圧値は、平滑コンデンサ２０７の電圧を一次巻線２０６ａと一次巻線２０６ｂの巻数比で分圧した、一次巻線２０６ａと一次巻線２０６ｂとの接続点（第一の接続点）の電圧である。 [Relationship between diode bridge output voltage and transformer input current]
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the input current Iin and the output voltage Vin, where Iin is the input current to the primary windings 206a and 206b of the transformer 206, and Vin is the output voltage of the terminal 203c of the diode bridge 203. be. The waveform diagram shown in FIG. 3(a) shows the current waveform of the input current Iin, the waveform diagram shown in FIG. 3(b) shows the voltage waveform of the output voltage Vin, and the horizontal axis indicates time t. . In FIG. 3B, the divided voltage value is the connection point (second one connection point).

図３に示すように、一次巻線２０６ａと一次巻線２０６ｂとで平滑コンデンサ２０７の電圧が分圧され、その電圧をダイオードブリッジ２０３の出力電圧Ｖｉｎが超えた時点（時刻ｔ１（ｔ３、ｔ５・・・））で入力電流Ｉｉｎが流れる。入力電流Ｉｉｎは出力電圧Ｖｉｎが分圧値以下となる時点（時刻ｔ２（ｔ４、ｔ６・・・））まで流れる。逆説的には、出力電圧Ｖｉｎが分圧値に達するまで（例えば時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）入力電流Ｉｉｎは流れない（Ｉｉｎ＝０）構成となる。このため、分圧値が低ければ低いほど、入力電流Ｉｉｎが流れ始めるタイミングが早くなり、また入力電流Ｉｉｎが流れなくなるタイミングが遅くなって、力率を向上することが可能になる。その結果、図３に示す入力電流Ｉｉｎの状態でも、スイッチング電源２００は９０％前後の力率を得ることは可能である。そのため、本実施例のスイッチング電源２００の力率は、一般的なコンデンサインプット構成のスイッチング電源装置の力率である５０～６０％に対して、大きく改善されている。 As shown in FIG. 3, the voltage of the smoothing capacitor 207 is divided by the primary winding 206a and the primary winding 206b, and when the output voltage Vin of the diode bridge 203 exceeds the divided voltage (time t1 (t3, t5· )), the input current Iin flows. The input current Iin flows until the output voltage Vin becomes equal to or less than the divided voltage value (time t2 (t4, t6, . . . )). Paradoxically, the input current Iin does not flow (Iin=0) until the output voltage Vin reaches the divided voltage value (for example, from time t2 to time t3). Therefore, the lower the divided voltage value, the earlier the timing at which the input current Iin starts to flow and the later the timing at which the input current Iin stops flowing, making it possible to improve the power factor. As a result, even with the input current Iin shown in FIG. 3, the switching power supply 200 can obtain a power factor of around 90%. Therefore, the power factor of the switching power supply 200 of this embodiment is greatly improved from 50 to 60%, which is the power factor of a general switching power supply having a capacitor input configuration.

図２の構成において、一次巻線２０６ａ、２０６ｂと二次巻線２０６ｃの巻き数比、入力電圧等の条件により、二次巻き線２０６ｃ間に発生する電圧が変化し、その結果、出力電圧Ｖｏが変化する。スイッチング電源２００の制御ＩＣ（不図示）は、二次側の出力電圧Ｖｏの電圧値を一次側に通知するフィードバック回路（不図示）からのフィードバック信号に基づいて、ＦＥＴ２０８のオン状態の時間であるオン幅やデューティを変化させる。このようにして、制御ＩＣ（不図示）は二次巻線２０６ｃに発生する電圧（電圧波形）を制御する。そして、二次巻線２０６ｃに発生した電圧を、ダイオード２０９と平滑コンデンサ２１０で整流・平滑することで、出力電圧Ｖｏを所定の電圧に安定させる。 In the configuration of FIG. 2, the voltage generated between the secondary windings 206c changes depending on the conditions such as the turns ratio of the primary windings 206a, 206b and the secondary winding 206c, the input voltage, etc. As a result, the output voltage Vo changes. A control IC (not shown) of the switching power supply 200 determines the ON state time of the FET 208 based on a feedback signal from a feedback circuit (not shown) that notifies the primary side of the voltage value of the output voltage Vo on the secondary side. Vary ON width and duty. Thus, the control IC (not shown) controls the voltage (voltage waveform) generated in the secondary winding 206c. The voltage generated in the secondary winding 206c is rectified and smoothed by the diode 209 and the smoothing capacitor 210, thereby stabilizing the output voltage Vo at a predetermined voltage.

［サージ電圧緩和回路の構成］
図２において、制御ＩＣ（不図示）からＦＥＴ２０８のゲート端子に、入力電圧が０Ｖ（ボルト）のローレベル信号が入力され、ＦＥＴ２０８がターンオフするタイミングで、ＦＥＴ２０８のドレイン端子にサージ電圧が発生する。サージ電圧を緩和するための回路が、図中点線で囲まれたサージ電圧緩和回路２１４である。サージ電圧緩和回路２１４は、トランス２０６の補助巻線２０６ｄと整流素子である２つのダイオード２１２、２１３、そしてノイズ吸収用のコンデンサ２１１（第二のコンデンサ）で構成されている。 [Configuration of surge voltage mitigation circuit]
In FIG. 2, a low level signal with an input voltage of 0 V (volt) is input from a control IC (not shown) to the gate terminal of the FET 208, and a surge voltage is generated at the drain terminal of the FET 208 at the timing when the FET 208 turns off. A circuit for mitigating the surge voltage is a surge voltage mitigation circuit 214 surrounded by a dotted line in the drawing. The surge voltage reduction circuit 214 is composed of an auxiliary winding 206d of the transformer 206, two diodes 212 and 213 as rectifying elements, and a capacitor 211 (second capacitor) for noise absorption.

サージ電圧緩和回路２１４において、コンデンサ２１１の一端は、トランス２０６の一次巻線２０６ｂの他端、及びＦＥＴ２０８のドレイン端子と接続され、コンデンサ２１１の他端はダイオード２１２（第二の整流素子）のアノード端子と接続されている。ダイオード２１２のカソード端子は、平滑コンデンサ２０７の一端、及びトランス２０６の一次巻線２０６ａの一端と接続されている。また、ダイオード２１３のアノード端子はＦＥＴ２０８のソース端子、平滑コンデンサ２０７の他端、及びダイオードブリッジ２０３の出力側の端子２０３ｄと接続されている。一方、ダイオード２１３（第三の整流素子）のカソード端子は、トランス２０６の補助巻線２０６ｄの一端と接続されている。トランス２０６の補助巻線２０６ｄの他端は、コンデンサ２１１とダイオード２１２のアノード端子とが接続された接続点（第二の接続点）と接続されている。なお、ダイオード２１２は、平滑コンデンサ２０７からサージ電圧緩和回路２１４への逆流を防止するためのダイオードであり、ダイオード２１３は、補助巻線２０６ｄを通してコンデンサ２１１の放電を防止するためのダイオードである。 In the surge voltage reduction circuit 214, one end of the capacitor 211 is connected to the other end of the primary winding 206b of the transformer 206 and the drain terminal of the FET 208, and the other end of the capacitor 211 is connected to the anode of the diode 212 (second rectifying element). connected to the terminal. A cathode terminal of the diode 212 is connected to one end of the smoothing capacitor 207 and one end of the primary winding 206 a of the transformer 206 . The anode terminal of the diode 213 is connected to the source terminal of the FET 208, the other end of the smoothing capacitor 207, and the output terminal 203d of the diode bridge 203. FIG. On the other hand, the cathode terminal of diode 213 (third rectifying element) is connected to one end of auxiliary winding 206 d of transformer 206 . The other end of the auxiliary winding 206d of the transformer 206 is connected to the connection point (second connection point) where the capacitor 211 and the anode terminal of the diode 212 are connected. Diode 212 is a diode for preventing reverse current from smoothing capacitor 207 to surge voltage alleviating circuit 214, and diode 213 is a diode for preventing discharge of capacitor 211 through auxiliary winding 206d.

［サージ電圧緩和回路の動作］
次に、サージ電圧緩和回路２１４の動作を図４に示す状態説明図に基づいて説明する。図４は、サージ電圧緩和回路２１４の動作を説明するために、図２のサージ電圧緩和回路２１４の周辺回路を抜き出した回路図である。図４（ａ）は、ＦＥＴ２０８のターンオフした直後（オン状態からオフ状態に切り替わった直後）の回路動作を説明する図である。一方、図４（ｂ）は、ＦＥＴ２０８のターンオフ後に、ＦＥＴ２０８のドレイン端子－ソース端子間の電圧が平滑コンデンサ２０７の充電電圧を超えるときの回路動作を説明する図である。図中の４０１は、ＦＥＴ２０８のドレイン端子－ソース端子間容量を示しており、ＦＥＴ２０８の寄生容量であってもよく、外付けで構成したコンデンサ容量であってもよい。図４に示すその他の回路を構成する要素については、図２と同一の符号を付している。 [Operation of surge voltage mitigation circuit]
Next, the operation of the surge voltage alleviating circuit 214 will be described based on the state explanatory diagram shown in FIG. FIG. 4 is a circuit diagram of a peripheral circuit extracted from the surge voltage alleviating circuit 214 of FIG. FIG. 4(a) is a diagram for explaining the circuit operation immediately after the FET 208 is turned off (immediately after switching from the on state to the off state). On the other hand, FIG. 4B is a diagram for explaining the circuit operation when the voltage between the drain terminal and the source terminal of FET 208 exceeds the charging voltage of smoothing capacitor 207 after FET 208 is turned off. Reference numeral 401 in the figure indicates the capacitance between the drain terminal and the source terminal of the FET 208, which may be the parasitic capacitance of the FET 208 or the capacitance of an external capacitor. Elements constituting other circuits shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as in FIG.

（ＦＥＴ２０８のターンオフ直後の回路動作）
図４（ａ）は、制御ＩＣ（不図示）からゲート端子にローレベル信号が出力され、ＦＥＴ２０８がターンオフされた直後の回路動作を説明する図である。図４（ａ）において、ＦＥＴ２０８がターンオフされた直後、ＦＥＴ２０８のドレイン端子とソース端子との間が開放状態になる。そのため、トランス２０６の一次巻線２０６ｂを介して、ＦＥＴ２０８のドレイン端子－ソース端子間に流れていた電流は、ドレイン端子－ソース端子間容量４０１を充電する充電電流に切り替わる。このときの電流ルートは、図４（ａ）の太い矢印で示した電流ルートであり、一次巻線２０６ｂからＦＥＴ２０８のドレイン端子－ソース端子間容量４０１を通り、ダイオードブリッジ２０３へと流れる。その結果、充電電流により、ＦＥＴ２０８のドレイン端子－ソース端子間電圧は徐々に上昇していく。 (Circuit operation immediately after FET 208 is turned off)
FIG. 4(a) is a diagram for explaining the circuit operation immediately after the control IC (not shown) outputs a low level signal to the gate terminal and the FET 208 is turned off. In FIG. 4A, immediately after the FET 208 is turned off, the drain terminal and the source terminal of the FET 208 are open. Therefore, the current flowing between the drain terminal and the source terminal of the FET 208 via the primary winding 206b of the transformer 206 is switched to a charging current that charges the capacitance 401 between the drain terminal and the source terminal. The current route at this time is the current route indicated by the thick arrow in FIG. As a result, the voltage between the drain terminal and the source terminal of the FET 208 gradually rises due to the charging current.

そして、ＦＥＴ２０８のドレイン端子－ソース端子間電圧が平滑コンデンサ２０７の充電電圧を超えると、一次巻線２０６ｂからＦＥＴ２０８に流れる充電電流が分流して、ノイズ吸収用のコンデンサ２１１にも流れる。図４（ｂ）に示すように、太い矢印で示す２つの電流ルートで電流が流れ、コンデンサ２１１は一次巻線２０６ｂからの入力電流により充電される。図４（ｂ）に示すように、コンデンサ２１１に流れる電流は、ダイオード２１２、平滑コンデンサ２０７を介して、ダイオードブリッジ２０３へと流れる。 When the voltage between the drain terminal and the source terminal of FET 208 exceeds the charging voltage of smoothing capacitor 207, the charging current flowing from primary winding 206b to FET 208 is shunted and also flows to capacitor 211 for noise absorption. As shown in FIG. 4B, current flows through two current routes indicated by thick arrows, and the capacitor 211 is charged by the input current from the primary winding 206b. As shown in FIG. 4B, the current flowing through capacitor 211 flows through diode 212 and smoothing capacitor 207 to diode bridge 203 .

ダイオードブリッジ２０３の出力側の端子２０３ｃの入力電圧と平滑コンデンサ２０７の電圧条件によっては、平滑コンデンサ２０７からの電流が一次巻線２０６ａ、２０６ｂを通しても流れる。その際のＦＥＴ２０８のドレイン電圧は、コンデンサ２１１の容量と一次巻線２０６ａ、２０６ｂのインダクタンスの共振動作により緩やかに上昇し、サージ電圧が抑制される方向に働く。また、コンデンサ２１１を介して、平滑コンデンサ２０７にサージエネルギが回生され、効率向上に繋がる。 Current from the smoothing capacitor 207 also flows through the primary windings 206a and 206b depending on the input voltage of the terminal 203c on the output side of the diode bridge 203 and the voltage condition of the smoothing capacitor 207. FIG. At that time, the drain voltage of the FET 208 gently rises due to the resonance operation of the capacitance of the capacitor 211 and the inductance of the primary windings 206a and 206b, and works in the direction of suppressing the surge voltage. Also, surge energy is regenerated in the smoothing capacitor 207 via the capacitor 211, leading to an improvement in efficiency.

（ＦＥＴ２０８のターンオン直後の回路動作）
一方、制御ＩＣ（不図示）からゲート端子にハイレベル信号が出力され、ＦＥＴ２０８がターンオンした直後に、コンデンサ２１１に残留した（充電された）電荷は、次の電流ルートで放電される。すなわち、コンデンサ２１１の電荷は、コンデンサ２１１、ＦＥＴ２０８、ダイオード２１３、トランス２０６の補助巻線２０６ｄのルートで放電される。このとき、放電電流は補助巻線２０６ｄのインダクタンスにより抑制された状態で流れ、サージ電圧の発生が抑えられる。なお、図２では、ダイオード２１３と補助巻線２０６ｄは、コンデンサ２１１からの放電電流が流れる方向に、ダイオード２１３、補助巻線２０６ｄの順に接続されているが、補助巻線２０６ｄ、ダイオード２１３の順に接続されていても同じ回路動作となる。また、この放電電流が流れる電流ルートは、トランス２０６とＦＥＴ２０８の近傍に設けられた部品で形成されている。そのため、放電電流が流れる電流ループの面積は最小限に抑えられ、ＦＥＴのスイッチング動作により発生するノイズ放射も抑えやすくなり、スイッチング電源２００を大電力化しやすい構成となる。 (Circuit operation immediately after FET 208 is turned on)
On the other hand, a control IC (not shown) outputs a high level signal to the gate terminal, and immediately after the FET 208 is turned on, the charge remaining (charged) in the capacitor 211 is discharged through the following current route. That is, the charge of the capacitor 211 is discharged through the route of the capacitor 211, the FET 208, the diode 213, and the auxiliary winding 206d of the transformer 206. At this time, the discharge current flows while being suppressed by the inductance of the auxiliary winding 206d, suppressing the occurrence of surge voltage. In FIG. 2, the diode 213 and the auxiliary winding 206d are connected in the order of the diode 213 and the auxiliary winding 206d in the direction in which the discharge current from the capacitor 211 flows. Even if they are connected, the circuit operation will be the same. Also, the current route through which the discharge current flows is formed by parts provided near the transformer 206 and the FET 208 . Therefore, the area of the current loop through which the discharge current flows is minimized, noise radiation generated by the switching operation of the FET is easily suppressed, and the switching power supply 200 is configured to easily increase the power.

以上説明したように、サージ電圧緩和回路２１４は、ＦＥＴ２０８のオフ時に発生するサージ電圧を、２つのダイオード２１２、２１３、コンデンサ２１１、及びトランス２０６の補助巻線２０６ｄの４つの部品により抑制することができる。サージ電圧緩和回路２１４は、ノイズを吸収するコンデンサ２１１に充電された電荷を放電する電流を小さな電流ループで流すことができ、ＦＥＴ２０８のスイッチング時に発生するノイズ放射を抑えるとともに、大電力化しやすい回路構成とすることができる。また、本実施例では、ノイズを吸収するサージ電圧緩和回路２１４を構成する回路部品をトランス２０６近傍にまとめて配置することができる。そのため、スイッチング電源の回路基板の面積を大きくすることなく、サージ電圧緩和回路２１４を含まないメイン回路の回路パターン幅を太く構成することができる。更に、サージ電圧緩和回路２１４では、トランス２０６の補助巻線である補助巻線２０６ｄをサージ電圧緩和回路２１４の構成品として使用している。そのため、ＦＥＴ２０８のスイッチング時に発生するノイズをトランス２０６内で結合させることができ、ダイオードブリッジ２０３へノイズが伝搬してしまうことを抑制することもできる。 As described above, the surge voltage alleviating circuit 214 can suppress the surge voltage generated when the FET 208 is turned off by using the four components of the two diodes 212 and 213, the capacitor 211, and the auxiliary winding 206d of the transformer 206. can. The surge voltage alleviation circuit 214 can flow a current that discharges the charge charged in the capacitor 211 that absorbs noise in a small current loop, suppresses noise radiation that occurs during switching of the FET 208, and has a circuit configuration that facilitates increasing power. can be Further, in this embodiment, the circuit components that constitute the surge voltage alleviating circuit 214 that absorbs noise can be collectively arranged in the vicinity of the transformer 206 . Therefore, the circuit pattern width of the main circuit, which does not include the surge voltage alleviating circuit 214, can be widened without increasing the area of the circuit board of the switching power supply. Furthermore, in the surge voltage mitigation circuit 214, the auxiliary winding 206d, which is the auxiliary winding of the transformer 206, is used as a component of the surge voltage mitigation circuit 214. FIG. Therefore, noise generated when the FET 208 is switched can be coupled in the transformer 206 and propagation of the noise to the diode bridge 203 can be suppressed.

以上説明したように、本実施例によれば、スイッチング素子のサージ電圧を吸収するノイズ吸収コンデンサの放電時の電流ループを小さくすることができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to reduce the current loop during discharging of the noise absorption capacitor that absorbs the surge voltage of the switching element.

実施例１では、トランスをスイッチングするＦＥＴのターンオフ時に発生するサージ電圧を抑制するサージ電圧緩和回路について説明した。実施例２では、実施例１に対し、サージ電圧緩和回路で使用するトランスの補助巻線を、ＦＥＴの駆動を制御する制御ＩＣに電源電圧を供給する生成部である電源電圧生成回路において兼用するように構成した実施例について説明する。 In the first embodiment, the surge voltage mitigation circuit that suppresses the surge voltage that occurs when the FET that switches the transformer is turned off has been described. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the auxiliary winding of the transformer used in the surge voltage mitigation circuit is also used in the power supply voltage generation circuit, which is a generation unit that supplies the power supply voltage to the control IC that controls the drive of the FET. An embodiment configured in this way will be described.

［スイッチング電源の構成］
図５は、本実施例のスイッチング電源２００の回路構成を示す回路図である。図５に示す回路図では、実施例１の図２に示すスイッチング電源２００に、一点鎖線で囲まれた電源電圧生成回路５０３が追加されている。なお、図５では図２と同じ構成要素に対しては同一符号を付している。また、図５では、ダイオード２１３と補助巻線２０６ｄは、図２とは逆の位置に配置されているが、機能としては図２と同様である。 [Configuration of switching power supply]
FIG. 5 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the switching power supply 200 of this embodiment. In the circuit diagram shown in FIG. 5, a power supply voltage generation circuit 503 surrounded by a dashed line is added to the switching power supply 200 shown in FIG. 2 of the first embodiment. In addition, in FIG. 5, the same symbols are attached to the same components as in FIG. Also, in FIG. 5, the diode 213 and the auxiliary winding 206d are arranged in positions opposite to those in FIG. 2, but their functions are the same as in FIG.

図５において、電源電圧生成回路５０３は、ダイオード５０１とコンデンサ５０２で構成されている。ダイオード５０１は、補助巻線２０６ｄに誘起された出力電圧を整流するためのダイオードであり、コンデンサ５０２はダイオード５０１で整流された電圧を平滑するためのコンデンサである。また、制御ＩＣ５０４は、スイッチング電源２００の制御を司る制御手段である。制御ＩＣ５０４は、電源電圧生成回路５０３にて生成された直流電圧が駆動電圧として供給されることにより動作する。そして、制御ＩＣ５０４は、上述したように、二次側のフィードバック回路（不図示）からのフィードバック信号（不図示）等に基づいて、ＦＥＴ２０８のゲート端子に出力する制御信号のパルス幅やデューティを変化させ、出力電圧Ｖｏを一定の電圧に制御する。なお、抵抗５０５は、制御ＩＣ５０４からＦＥＴ２０８のゲート端子に流れる電流を制限するゲート抵抗である。 In FIG. 5, the power supply voltage generation circuit 503 is composed of a diode 501 and a capacitor 502 . A diode 501 is a diode for rectifying the output voltage induced in the auxiliary winding 206d, and a capacitor 502 is a capacitor for smoothing the voltage rectified by the diode 501. FIG. Also, the control IC 504 is control means for controlling the switching power supply 200 . The control IC 504 operates by being supplied with the DC voltage generated by the power supply voltage generation circuit 503 as a driving voltage. As described above, the control IC 504 changes the pulse width and duty of the control signal output to the gate terminal of the FET 208 based on the feedback signal (not shown) from the secondary side feedback circuit (not shown). and control the output voltage Vo to a constant voltage. A resistor 505 is a gate resistor that limits the current flowing from the control IC 504 to the gate terminal of the FET 208 .

［電源電圧生成回路］
次に、電源電圧生成回路５０３の動作について説明する。なお、以下では、実施例１と同じ回路動作については説明を省略し、図５の特徴的な回路動作に絞って説明する。 [Power supply voltage generator]
Next, the operation of the power supply voltage generation circuit 503 will be described. In the following description, the circuit operation that is the same as that of the first embodiment will be omitted, and the characteristic circuit operation of FIG. 5 will be described.

まず、ＦＥＴ２０８のターンオフ時に、トランス２０６のリーケージインダクタンスや寄生容量の影響によりＦＥＴ２０８のドレイン電圧が上昇すると、上述したようにノイズ吸収用のコンデンサ２１１が充電され、電圧上昇速度が緩やかになる。このとき、補助巻線２０６ｄは、巻線の巻き始めが一次巻線２０６ａとは逆になっているため、補助巻線２０６ｄのダイオード２１３、５０１のアノード端子側に正の電圧が発生する。次に、ＦＥＴ２０８のターンオン時には、上述したようにコンデンサ２１１の電荷が放電され、補助巻線２０６ｄのダイオード２１３、５０１のアノード端子側には負の電圧が発生する。このように、コンデンサ２１１は、ＦＥＴ２０８のオフ、オン状態にしたがって充放電を繰り返し、サージ電圧を抑えるように機能する。一方、補助巻線２０６ｄは、ＦＥＴ２０８のオフ、オン状態にしたがって、正の電圧と負の電圧を交互に発生させる。そして、電源電圧生成回路５０３は、この交互に発生する電圧を整流平滑し、平滑された電源電圧を制御ＩＣ５０４に供給している。 First, when the FET 208 is turned off, when the drain voltage of the FET 208 rises due to the influence of the leakage inductance and parasitic capacitance of the transformer 206, the noise absorbing capacitor 211 is charged as described above, and the voltage rising speed slows down. At this time, since the winding start of the auxiliary winding 206d is opposite to that of the primary winding 206a, a positive voltage is generated on the anode terminal side of the diodes 213 and 501 of the auxiliary winding 206d. Next, when the FET 208 is turned on, the capacitor 211 is discharged as described above, and a negative voltage is generated on the anode terminal side of the diodes 213 and 501 of the auxiliary winding 206d. In this manner, the capacitor 211 repeats charging and discharging according to the off/on state of the FET 208 and functions to suppress the surge voltage. On the other hand, the auxiliary winding 206d alternately generates a positive voltage and a negative voltage according to the off/on state of the FET208. The power supply voltage generation circuit 503 rectifies and smoothes the alternately generated voltages, and supplies the smoothed power supply voltage to the control IC 504 .

以上説明したように、本実施例では、電源電圧生成回路５０３で使用する補助巻線２０６ｄをサージ電圧緩和回路２１４でも兼用するように構成している。これにより、ＦＥＴ２０８のターンオフ時に発生するサージ電圧をコンデンサ２１１で緩和するとともに、補助巻線２０６ｄを２つの回路、すなわちサージ電圧緩和回路２１４と電源電圧生成回路５０３での兼用により、コストダウンを実現することができる。 As described above, in this embodiment, the auxiliary winding 206d used in the power supply voltage generation circuit 503 is also used in the surge voltage alleviation circuit 214. FIG. As a result, the surge voltage that occurs when the FET 208 is turned off is mitigated by the capacitor 211, and the auxiliary winding 206d is shared by two circuits, that is, the surge voltage mitigation circuit 214 and the power supply voltage generation circuit 503, thereby realizing cost reduction. be able to.

２０３ダイオードブリッジ
２０４インダクタ
２０５ダイオード
２０６トランス
２０７平滑コンデンサ
２０８ＦＥＴ
２１１ダイオード
２１２コンデンサ
２１３ダイオード 203 diode bridge 204 inductor 205 diode 206 transformer 207 smoothing capacitor 208 FET
211 diode 212 capacitor 213 diode

（１）第一の一次巻線及び第二の一次巻線と、二次巻線と、補助巻線とを有し、一次側と二次側とが絶縁されたトランスと、第一の出力端子及び第二の出力端子を有し、交流電圧を整流する整流回路と、インダクタと第一の整流素子とが直列に接続された第一の直列回路であって、前記第一の出力端子と前記第一の一次巻線の一端と前記第二の一次巻線の一端とが接続された第一の接続点との間に接続された前記第一の直列回路と、一端が前記第二の一次巻線の他端と接続され、他端が前記第二の出力端子に接続され、オン状態又はオフ状態に切り替えられるスイッチング素子と、一端が前記第一の一次巻線の他端と接続され、他端が前記第二の出力端子に接続された第一のコンデンサと、第二のコンデンサと第二の整流素子とが直列に接続された第二の直列回路であって、前記第一の一次巻線の他端と前記第二の一次巻線の他端との間に接続された前記第二の直列回路と、第三の整流素子と前記補助巻線とが直列に接続された第三の直列回路であって、前記スイッチング素子の前記他端と、前記第二のコンデンサと前記第二の整流素子とが接続された第二の接続点との間に接続された前記第三の直列回路と、を備え、前記スイッチング素子がオン状態になったときに前記第二のコンデンサに充電された電荷を放電する放電電流は、前記補助巻線に流れることを特徴とする電源装置。 (1 ) A transformer having a first primary winding, a second primary winding, a secondary winding, and an auxiliary winding, insulated between the primary side and the secondary side, and a first output A rectifier circuit for rectifying an alternating voltage, having a terminal and a second output terminal, and a first series circuit in which an inductor and a first rectifying element are connected in series, wherein the first output terminal and the first series circuit connected between a first connection point to which one end of the first primary winding and one end of the second primary winding are connected; a switching element connected to the other end of the primary winding, having the other end connected to the second output terminal and switched to an ON state or an OFF state; and a switching element having one end connected to the other end of the first primary winding. , a second series circuit in which a first capacitor having the other end connected to the second output terminal and a second capacitor and a second rectifying element are connected in series, wherein the first The second series circuit connected between the other end of the primary winding and the other end of the second primary winding, and the third rectifying element and the auxiliary winding connected in series. Three series circuits, wherein the third connected between the other end of the switching element and a second connection point where the second capacitor and the second rectifying element are connected and a series circuit, wherein when the switching element is turned on, a discharging current for discharging the electric charge stored in the second capacitor flows through the auxiliary winding.

トランス２０６は、一次側のエネルギーを二次側に変換するための絶縁トランスであり、一次巻線２０６ａ、２０６ｂ、二次巻線２０６ｃ、補助巻線２０６ｄを有している。トランス２０６の一次巻線２０６ａと一次巻線２０６ｂは直列に接続されている。一次巻線２０６ａの一端は平滑コンデンサ２０７（第一のコンデンサ）の一端と接続され、一次巻線２０６ａの他端は一次巻線２０６ｂの一端とダイオード２０５のカソード端子とに接続されている。一次巻線２０６ｂの他端は、スイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）２０８のドレイン端子に接続されている。一方、ＦＥＴ２０８のソース端子は、平滑コンデンサ２０７の他端と、ダイオードブリッジ２０３の出力側の端子２０３ｄと、に接続されている。すなわち、トランス２０６の一次巻線２０６ｂには、ＦＥＴ２０８が直列に接続されている。また、ＦＥＴ２０８のゲート端子は制御ＩＣ（不図示）に接続され、ＦＥＴ２０８は、制御ＩＣからゲート端子に入力される信号に応じて、オン状態、又はオフ状態に設定される。上述した接続構成により、平滑コンデンサ２０７は、トランス２０６の直列に接続された一次巻線２０６ａ及び一次巻線２０６ｂと並列に接続されている。 The transformer 206 is an isolation transformer for converting energy on the primary side to the secondary side, and has primary windings 206a and 206b, a secondary winding 206c, and an auxiliary winding 206d. Primary winding 206a and primary winding 206b of transformer 206 are connected in series . One end of primary winding 206 a is connected to one end of smoothing capacitor 207 (first capacitor), and the other end of primary winding 206 a is connected to one end of primary winding 206 b and the cathode terminal of diode 205 . The other end of the primary winding 206b is connected to the drain terminal of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) 208, which is a switching element. On the other hand, the source terminal of the FET 208 is connected to the other end of the smoothing capacitor 207 and the terminal 203 d on the output side of the diode bridge 203 . That is, the FET 208 is connected in series to the primary winding 206b of the transformer 206. FIG. A gate terminal of the FET 208 is connected to a control IC (not shown), and the FET 208 is set to an ON state or an OFF state according to a signal input from the control IC to the gate terminal. With the connection configuration described above, the smoothing capacitor 207 is connected in parallel with the serially connected primary windings 206 a and 206 b of the transformer 206 .

Claims

a transformer having a first primary winding and a second primary winding connected in parallel, a secondary winding, and an auxiliary winding, wherein the primary side and the secondary side are insulated;
a rectifier circuit that has a first output terminal and a second output terminal and rectifies an AC voltage;
A first series circuit in which an inductor and a first rectifying element are connected in series, the first output terminal, one end of the first primary winding, and one end of the second primary winding said first series circuit connected between a first connection point connected to
a switching element whose one end is connected to the other end of the second primary winding and whose other end is connected to the second output terminal and which is switched between an ON state and an OFF state;
a first capacitor having one end connected to the other end of the first primary winding and the other end connected to the second output terminal;
A second series circuit in which a second capacitor and a second rectifying element are connected in series, between the other end of the first primary winding and the other end of the second primary winding the second series circuit connected to
A third series circuit in which a third rectifying element and the auxiliary winding are connected in series, wherein the other end of the switching element, the second capacitor, and the second rectifying element are connected the third series circuit connected between a second connection point connected to
with
A power supply device according to claim 1, wherein a discharge current that discharges electric charges stored in the second capacitor when the switching element is turned on flows through the auxiliary winding.

2. The power supply device according to claim 1, wherein current flows through said first series circuit when the output voltage of said first output terminal is higher than the voltage of said first connection point.

The voltage at the first connection point is divided by the number of turns of the first primary winding and the number of turns of the second primary winding from the charging voltage of the first capacitor when the switching element is in the ON state. 3. The power supply device according to claim 2, wherein the voltage is a reduced voltage.

the first rectifying element is a diode,
the inductor has one end connected to the first output terminal and the other end connected to the anode terminal of the diode;
4. The power supply device according to claim 3, wherein the cathode terminal of said diode is connected to said first connection point.

the second rectifying element is a diode,
the second capacitor has one end connected to the other end of the second primary winding and one end of the switching element, and the other end connected to the anode terminal of the diode;
5. The power supply device according to claim 4, wherein the cathode terminal of said diode is connected to the other end of said first primary winding and one end of said first capacitor.

the third rectifying element is a diode,
the diode has an anode terminal connected to the other end of the switching element and a cathode terminal connected to one end of the auxiliary winding;
6. The power supply device according to claim 5, wherein the other end of said auxiliary winding is connected to said second connection point.

the third rectifying element is a diode,
the auxiliary winding has one end connected to the other end of the switching element and the other end connected to the anode terminal of the diode;
6. The power supply device according to claim 5, wherein the cathode terminal of said diode is connected to said second connection point.

When the switching element is turned off, the current flowing through the second primary winding flows through the second series circuit, and the second capacitor is charged, thereby suppressing the surge voltage. 8. A power supply device according to claim 6 or claim 7.

9. A circuit according to claim 8, wherein when said switching element is turned on, current from said second capacitor flows through said auxiliary winding of said third series circuit through said switching element. Power supply.

a generating unit that generates a drive voltage for driving a control unit that controls the switching element;
10. The power supply device according to claim 9, wherein the generator generates the drive voltage from the voltage induced in the auxiliary winding.

The switching element is a field effect transistor,
one end of the switching element is a drain terminal of a field effect transistor;
11. The power supply device according to claim 10, wherein the other end of said switching element is a source terminal of a field effect transistor.

an image forming means for forming an image on a sheet;
The power supply device according to any one of claims 1 to 11, which supplies power to the image forming means;
An image forming apparatus comprising: